EFEITOS DA VARIAÇÃO DA INTENSIDADE ACÚSTICA NA CONSOLIDAÇÃO ULTRASÓNICA DE FRATURAS EXPERIMENTAIS. por

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RBE. VOL. 7 N.11990 EFEITOS DA VARIAÇÃO DA INTENSIDADE ACÚSTICA NA CONSOLIDAÇÃO

ULTRASÓNICA DE FRATURAS EXPERIMENTAIS

por

SJ.M. COLOMBO\L.ROUARTE2e N.F. SILVA JUNIOR3

RESUMO- Há um enorme interesse clínico no uso de ultra-som para consolidar fraturas ósseas. Entretanto os parâmetros ultra-sônicos devem ser cuidadosamente determinados para estimular o metabolismo ósseo de forma correta. O uso de ultra-som de intensidades mais elevadas pode causar reabsorção óssea, além dos perigos potenciais de bloqueio nervoso e de outros danos. O presente trabalho tem o propósito de determinar as' diferenças biológicas causadas peJa aplicação de ultra-som de baixa intensidade e ultra-som de intensidades mais altas no tratamento de consolidação de osteotomias de fíbulas de coelhos. Usamos duas fontes de ultra-som (uma com 1= 0,7 W/cm2e outra com 1= 0,0195 W/cm2). As avaliações tem sido: a) radiológicas; b) histológicas. Os resultados até agora mostram que intensidade de 0,7 W/cm2é danosa para os tecidos, além de causar queimaduras no tecido mole e derrame sanguíneo no tecido ósseo. Para aquela intensidade não se detectou, até o momento, crescimento ósseo. A intensidade de 0,0195 W/cm2demonstrou ação osteogênica na ausência de danos para os tecidos.

INTRODUÇÃO

A necessidade de se abreviar o tempo de consolidação das fraturas ósseas é evidente quando se observa ser a fratura óssea um fator incapacitante.

Esta necessidade levou vários pesquisadores a estudarem o osso, explorando suas propriedades físicas, com o intuito de se ter uma resposta biológica acelerada, não patológica.

1- Mestranda em Bioengenharia-EESCjUSP-FMRPjUSP Av. Or. Carlos Botelho, 1465 - 13560 - São

Carlos-SP.

2 Professor Titular e Coordenador da Área Interunidades Bioengenharia EESCjUSP-FMRPjUSP Av. Or. Carlos Botelho,1465- 13560- São Carlos - SP.

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estudo experimental da estimulação da consolidação de fraturas ósseas usando a eletricidade como estímulo baseado nas propriedades elétricas do osso, em particular a piezoeletricidade, tiveram início já no nosso século.

A piezoeletricidade do osso foi descoberta por Fukada et Yasuda (1957) os quais demonstraram que o osso, como os materiais piezoelétricos, quando submetido a esforços mecânicos que produzam uma deformação, desenvolverá campos elétricos em sua superficie, o que promoverá a estimulação das células ósseas.

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colágeno é o componente ósseo que possui esta propriedade física, já que o osso desmineralizado em ácido continua a mostrar o efeito piezoelétrico, Fukuda et Yasuda (1957).

Duarte (1977), utilizou um método não invasivo, proposto por ele, de consolidação de fraturas. O método constitui-se no uso do ultra-som como estímulo em osteomias experimentais de femur, fíbula e costela de coelhos.

São bastante distintos os efeitos da aplicação de ultra-som de média e baixa intensidades, uma vez que existe um valor limite de intensidade a partir do qual tem lugar o fenômeno da cavitação acústica transiente que consta da formação de bolhas instáveis no interior de um líquido.

Assim sendo, mostra-se de grande importância a com,paração entre os efeitos biológicos do ultra-som pulsado de baixa intensidade (0,0195 Wfero) com aquele de média intensidade (0,7 Wfero,,>,uma vez que enquanto o primeiro apresenta um efeito estimulante no . reparo ósseo, o segundo poderia apresentar um efeito deletério sobre o processo de ossificação, pois a ocorrência de cavitação pode inviabilizar o processo de síntese de matriz óssea, causando até o processo de reabsorção óssea.

MATERIAL E MÉTODO

O procedimento experimental é composto de três fases distintas: a) osteotomia; b) tratamento: aplicações diárias de ultra-som no sítio da osteotomia por via transcutânea e c) avaliação: através de técnicas convencionais (exames histol6gicos e radiológicos).

Durante o tratamento, tem sido obedecido um critério de dosagem das potências acústicas envolvidas, através de dosímetro específico para ultra-som.

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As práticas cirúrgicas são realizadas sob anestesia geral, mediante administração intramuscular de uma associação de Ketalar + Acepran (dosagens variando de acordo comÓ peso de cada animal).

A dieta de laboratório (composta de 200 g de ração balanceada por animal, por dia e água "ad hbitum") é seguida rigorosamente para todos os animais escolhidos para a pesquisa.

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osso selecionado para o presente trabalho é a fibula. A osteotomia consta de corte transversal do terço médio da fibula, iniciando-se o tratamento 24 horas após. A amostraé composta de 24 animais, sendo estes divididos em três grupos:

111Grupo:

8 animais: Osteotomia unilateral do terço médio da fibula.

Tratamento: Aplicações diárias de 20 minutos de ultra-som pulsado de baixa intensidade.

211Grupo:

8 animais: Osteotomia unilateral do terço médio da fibula.

Tratamento: Aplicações diárias de 20 minutos de ultra-som contínuo de média

intensidade.

311Grupo:

8 animais: Osteotomia bilateral do terço médio da fibula.

Tratamento: Aplicações diárias de 20 minutos (em cada fibula) de ultra-som pulsado de baixa intensidade ( de um lado) e ultra-som contínuo de média intensidade ( do

outro lado).

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,A extensão total do tratamentoéde 15 dias para todos os grupos.

Estão sendo utilizados dois tipos fundamentais de fontes de ultra-som para a estimulação dos animais de laboratório. Para o caso do ultra-som de média intensidade está sendo usada uma fonte específica para fisioterapia com os seguintes parâmetros:

- Ultra-som contínuo

- Intensidade acústica de 0,7 W/cm2 - Frequência: 0,9 MHz

Para o caso do ultra-som de baixa intensidade tanto o transdutor quanto o circuito eletrônico foram projetados e confeccionados no próprio laboratório de Bioengenharia da EESCjUSP com os seguintes parâmetros:

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- Largura de pulso de 200 microsegundos - Taxa de repetição de 1 kHz

- Intensidade acústica de 0,0195 W/cm2 - Frequência de 1,5 MHz

As doses administradas são cuidadosamente aferidas através de dosimetro sensfve1. Após o perlodo de tratamento, são utilizadas as seguintes técnicas para avaliação do processo de formação ou reabsorção óssea: a) Avaliação da osteogênese por exame ao microscópio óptico de lâminas histológicas;ob) Avaliação do reparo/reabsorção óssea por exame radiológico "in vivo· e "in vitro".

RESULTADOS

Da avaliação radiológica ( a histológica ainda não foi concluída) pôde se notar que aqueles animais estimulados com intensidade de 0,0195 mW/cm2mostraram reparo ósseo com considerável área de calo.

Os animais responderam bem à terapia, não apresentando qualquer sinal de dor ou irritação. Danos nos tecidos não foram notados com essa intensidade.

A mesma avaliação (radiológica) nos mostrou que intensidade de 0,7 W/cm2 é danosa aos tecidos. Os animais tratados com essa intensi dade, mostraram sinais de reabsorção óssea e ausência de formação de calo ósseo. Foi verificado também em alguns animais queimaduras nos tecidos moles e derrame sangufneo no tecido ósseo. Os animais se mantiveram inquietos no momento da aplicação do ultra-som aparentando dor local.

CONCLUSÕES

1. A aplicação de ultra-som de baixa intensidade no tecido ósseo (0,0195 W

/cm~pode

estimular a formação de calo ósseo sem danos nos tecidos.

2. Intensidades média (0,7 W

/cm~

não possue ação ostt:lOgênica além de causar muitos prejuizos aos tecidos.

REFERÊNCIAS

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ACOUSTIC INTENSfIY VARIABILIA1Y EFFEcrs IN ULTRASONIC HEALING OF RABBITS OSTEOTOMIES

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